Контрольные вопросы третьего уровня (тесты)

1. По проводнику АБ, помещенному в магнитное поле, течет ток. Потенциал точки Б больше потенциала точки А, направление силы Ампера указано на рисунке. Определить направление вектора индукции.

1 ) перпендикулярно плоскости рисунка 2) влево

3) вправо 4) вниз 5) вверх

2. Прямой провод, по которому течет постоянный ток, расположен в однородном магнитном поле перпендикулярно линиям магнитной индукции. Если длину провода увеличить в два раза, а силу тока в нем уменьшить в четыре раза, во сколько раз изменится сила Ампера?

1) уменьшится в 2 раза; 2) увеличится в 4 раза; 3) увеличится в 2 раза; 4) уменьшится в 4 раза; 5) увеличится в 8 раз.

3. По проводнику АБ протекает постоянный ток. Проводник помещен в однородное магнитное поле, линии индукции которого перпендикулярны проводнику (см. рис.). Потенциал точки А больше потенциала точки Б. Определить направление силы Ампера, действующей на проводник.

1) вверх 2) вниз 3) влево 4) вправо 5) вдоль линий индукции

4. Какая формула определяет закон Ампера?

_1. 2. 3. 4. 5.

5. На рисунке изображен проводник массой m, подвешенный в магнитном поле с индукцией В на нитях, по которым подведен ток. Укажите правильную комбинацию направления вектора магнитной индукции и направления тока в проводнике при условии, что сила натяжения нитей равна нулю 1. Ток в направлении M-L; магнитная индукция перпендикулярна плоскости рисунка от нас 2. Ток в направлении L-M; магнитная индукция в плоскости рисунка вниз 3. Ток в направлении L-M; магнитная индукция перпендикулярна плоскости рисунка от нас 4. Ток в направлении M-L; магнитная индукция в плоскости рисунка вверх

6. Какая формула определяет магнитный момент контура с током?

1. 2. 3. 4. 5.

7. Линиями магнитной индукции называются линии:

1) по которым текут токи; 2) касательные к которым в каждой точке совпадают с направлением напряженности поля; 3) касательные к которым в каждой точке совпадают с направлением индукции поля;

4) замкнутые; 5) равного потенциала.

8. Магнитный момент Рm контура с током ориентирован во внешнем магнитном поле B так, как показано на рисунках. Положение рамки устойчиво и момент сил, действующих на нее, равен нулю в случае ...
1.		2.
3.		4.

9. Рамка с током с магнитным моментом, направление которого указано на рисунке, находится в однородном магнитном поле. Момент сил, действующих на рамку, направлен...
1.	Против вектора магнитной индукции
2.	Противоположно вектору магнитной индукции
3.	Перпендикулярно плоскости рисунка к нам
4.	Перпендикулярно плоскости рисунка от нас

10. Какая формула определяет магнитную индукцию поля прямого тока?

_1. 2. 3. 4. 5.

1 1. Чему равна индукция поля в центре кольца, изображенного на рисунке?

1. 2. 3. 4.

5.

12. Как записывается теорема Гаусса для вектора индукции магнитного поля?

1. 2. 3. 4. 5.

13. В каком случае индукция поля, созданного двумя кольцевыми токами в точке А, будет наибольшей?

14. На рисунке изображены сечения двух прямолинейных проводников с токами I1 < I2. Индукция В результирующего магнитного поля равна нулю в некоторой точке интервала...
1.	b	2.	с	3.	d		4.	a

15. Какая формула определяет поле в центре кругового тока?

1. 2. 3. 4. 5.

16. Бесконечно длинный проводник с током, согнутый под прямым углом, создает в точке А магнитное поле с индукцией В = 0,12 Тл. Индукция магнитного поля, создаваемого горизонтальной частью проводника, в точке А равна ...
1. 0,03 Тл	2.	0,06 Тл
3. 0,06 Тл	4.	0,08 Тл

17. На каком рисунке правильно показано направление силы F, действующей на положительный заряд, движущийся параллельно прямому току I?

18. Магнитное поле создано двумя параллельными проводниками с токами I1 и I2, расположенными перпендикулярно плоскости чертежа. Если I1 = 2I2, то вектор B индукции результирующего поля в точке А направлен...
1.	Вверх	2.	Влево	3.	Вправо	4.	Вниз

19. На рисунке изображен вектор скорости движущегося протона. Вектор магнитной индукции B поля, создаваемого протоном при движении, в точке С направлен ...
1.	Слева направо	2.	От нас	3.	Снизу вверх	4.	Сверху вниз		5.	На нас

20. Какая формула определяет силу взаимодействия двух бесконечных параллельных токов?

1. 2. 3. 4. 5.

2 Движение заряженных частиц в постоянных электрическом

и магнитном полях. Теорема о циркуляции и ее применение

для расчета поля соленоида и тороида

2.1 Действие магнитного поля на движущуюся заряженную частицу

Мы уже знаем, что на проводник с током, помещенный в магнитное поле, действует сила Ампера. Но ток в проводнике – есть направленное движение зарядов. Отсюда напрашивается вывод, что сила, действующая на проводник с током в магнитном поле, обусловлена действием сил на отдельные движущиеся заряды, от которых это действие передается уже самому проводнику.

Сила Ампера, действующая на элемент тока в магнитном поле с индукцией :

,

где α – угол между направлением тока в проводнике и вектором .

Пусть – скорость упорядоченного движения зарядов в проводнике; q – заряд носителя тока (в металлах q = - e). Для элемента тока можем написать:

dNq ,

где n = dN/dV – концентрация зарядов, dN – число зарядов в элементе объема dV = Sdl.

Тогда, сила, действующая в магнитном поле на один заряд, будет:

_{Сила, действующая на электрический заряд} q, движущийся в магнитном поле со скоростью v, называется силой Лоренца и выражается формулой

где В — индукция магнитного поля, в котором заряд движется.

Направление силы Лоренца определяется с помощью правила левой руки: если ладонь левой руки расположить так, чтобы в нее входил вектор В, а четыре вытянутых пальца направить вдоль вектора v (для q > 0 направления I и v совпадают, для q < 0 — противоположны), то отогнутый большой палец покажет направление силы, действующей на положительный заряд.

На рис. 2.1 показана взаимная ориентация векторов v, В и F для положительного и отрицательного зарядов.

На отрицательный заряд сила действует в противоположном направлении. Модуль силы Лоренца равен

где  — угол между v и В.

Отметим еще раз, что магнитное поле не действует на покоящийся электрический заряд. В этом существенное отличие магнитного поля от электрического. Магнитное поле действует только на движущиеся в нем заряды.

Так как по действию силы Лоренца можно найти модуль и направление вектора В, то выражение для силы Лоренца может быть использовано для определения вектора магнитной индукции В.

Сила Лоренца всегда перпендикулярна скорости движения заряженной частицы, поэтому она изменяет только направление этой скорости, не изменяя ее модуля. Следовательно, сила Лоренца работы не совершает. Иными словами, постоянное магнитное поле не совершает работы над движущейся в нем заряженной частицей и кинетическая энергия этой частицы при движении в магнитном поле не изменяется.

Е сли на движущийся электрический заряд помимо магнитного поля с индукцией В действует и электрическое поле с напряженностью Е, то результирующая сила F, приложенная к заряду, равна векторной сумме сил — силы, действующей со стороны электрического поля, и силы Лоренца:

Это выражение называется формулой Лоренца. Скорость v в этой формуле есть скорость заряда относительно магнитного поля.